深過冷却で凍結に適応する落葉広葉樹木部柔細胞由来の過冷却促進成分の同定と機能評価

落叶阔叶薄壁细胞通过深度过冷适应冷冻的促过冷成分的鉴定和功能评价

基本信息

批准号：
05J09014
负责人：
春日純
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

北方落葉広葉樹の木部柔細胞は、深過冷却と呼ばれる特殊な機構によって冬季の凍結ストレスを回避している。本課題研究では、この深過冷却のメカニズムに果たす細胞内成分の役割を明らかにするために、木部組織に蓄積する過冷却促進成分の探索とその生理的な機能解析を行なった。平成17年度までの研究結果から、北方落葉広葉樹の木部組織には過冷却を促進する成分が存在することを明らかにした。そこで平成18年度は、この過冷却促進成分の単離と同定、その組織内局在の確認を試みた。それにより、以下に示す新たな知見を得た。1.カツラの木部組織に存在する過冷却促進成分はフラボノイドであるカツラ木部組織からメタノールにより抽出した粗抽出画分から4つの過冷却促進成分を単離し、UV、MS、NMRスペクトル分析によりそれらの構造解析を行なった。その結果、得られた過冷却促進成分はいずれもフラボノイドであり、それぞれケルセチン-3-O-β-グルコシド、ケンフェロール-O-β-グルコシド、8-メトキシケンフェロール-3-O-β-グルコシド、ケンフェロール-3-O-β-グルコシドであることを明らかにした(論文準備中)。これらのうち、ケンフェロール-7-O-β-グルコシドの過冷却促進効果(9℃)はこれまでに報告されている既知の過冷却促進成分(過冷却促進効果0.1〜8℃)に比べて最も高く、現在、凍結阻害剤や霜害防止剤としての応用に関して特許を出願している(特願2006-19346)。2.フラボノイドが木部柔細胞内に蓄積しているフラボノイドを特異的に染色するNaturstoffreagenz A試薬で木部組織を処理すると、木部柔細胞内で特徴的な蛍光が観察された。この結果は、何らかのフラボノイドが木部柔細胞内に蓄積していることを強く示唆しており、現在、これが過冷却促進成分と同一の化合物であるか検証を行なっている。

北部落叶阔叶树的木质部细胞通过称为深层冷却的特殊机制避免了冬季冻结应激。在这项研究中，我们研究了细胞内成分在这种深层冷冻机制中起着作用的作用，并分析了它们对积累在木质部组织中的超冷启动子成分的生理功能分析。截至2005年的研究结果表明，北部落叶阔叶树的木质部结构包含促进过冷的组成部分。因此，在2006年，我们试图隔离和鉴定这种超冷的启动子成分，并确认其在组织中的定位。这导致了以下新发现。 1。假发中存在的木质部结构中存在的超冷启动子成分是从假发，类黄酮，类黄酮的木质部结构中提取的粗萃取馏分中分离出来的，由UV，MS和NMR光谱进行结构分析。结果，发现所有获得的超冷启动子都是类黄酮，槲皮素-3-O-β-葡萄糖苷，kaempferol-o-β-葡萄糖苷，8-甲氧基-3-O-3-O-β-葡萄糖苷的8-甲氧基-o-o-β-葡萄糖苷，kaeempferol-3-o-3-o-β-β-β-glucoside（相对于构造），相应地相比， Of these, the supercooling promoter effect (9°C) of kaempferol-7-O-β-glucoside has the highest effect of the previously reported known supercooling promoter (supercooling promoter effect 0.1-8°C), and currently patents have been filed for applications as freeze inhibitors and frost inhibitors (Japanese Patent Application 2006-19346). 2。当木质部组织用Naturstoffreagenz A试剂处理，该试剂特别染色了类黄酮，积聚在木质部细胞中时，在木质部细胞中观察到了特征性的荧光。该结果强烈表明某些类黄酮在木质部细胞中积聚，目前正在验证这是否与超冷启动子成分相同。